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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
岩石三轴流变扰动效应损伤演化特征试验研究
  • 作者

    王波陆长亮黄子康胡仕宇

  • 单位

    华北科技学院安全工程学院

  • 摘要

    为了从微观损伤角度建立不同围压下岩石是否进入"强度极限邻域"的判别标准,对红砂岩进行常规三轴流变扰动逐级加载试验,通过核磁共振手段对流变扰动前后岩石进行分析对比,得到不同围压下T2谱曲线、孔隙率、孔径分布。试验结果表明:(1)不同围压下的岩石存在一个流变应力阈值,当岩石应力状态小于该阈值时,施加扰动载荷T2谱曲线第1,2谱峰高度均无明显的变化;当岩石应力状态大于该阈值时,T2谱曲线第1,2谱峰出现突增现象,且产生新的谱峰曲线,同时T2谱曲线发生向右偏移现象,说明该应力阈值是判别岩石是否进入"强度极限邻域"内、外的界限;(2)不同围压下岩石存在一个"强度极限邻域"界限范围,当纵向应力小于该应力时,T2谱曲线谱峰总面积在扰动前后变化不明显,当纵向应力大于该应力时,T2谱曲线谱峰总面积明显增大,且出现第3个T2谱曲线谱峰面积,说明处于"强度极限邻域"外的岩石损伤较小,不易产生流变扰动破坏,反之会加大岩石内部损伤,最终致使岩石发生扰动失稳破坏;(3)岩石在围压0.5 MPa时比围压1.5,3.0 MPa下先进入"强度极限邻域"范围,围压的存在提高了岩石长期强度,随着围压的增大损伤逐渐减小;(4)核磁共振成像图谱清楚地反映出"强度极限邻域"内、外岩石孔隙结构变化特征。

  • 关键词

    三轴流变强度极限邻域微观损伤核磁共振T2谱曲线

  • 基金项目(Foundation)
    河北省自然科学基金资助项目(E2019508088);中央高校基本科研业务费资助项目(3142020062);
  • 文章目录

    1 核磁共振与流变扰动试验设备
    1.1 岩石流变扰动三轴试验系统与三轴围压系统
    1.2 核磁共振试验系统
    2 试验原理与试验方案
    2.1 岩石试件
    2.2 岩石三轴流变试验数据分析
    2.3 试验步骤
    3 试验结果分析
    3.1 岩石孔隙度
    3.2 T2谱曲线谱峰面积
    3.3 核磁共振T2谱曲线分布
    3.3 核磁共振成像分析
    4 结论

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